DE10136534A1

DE10136534A1 - Semiconductor wafer cutting machine uses 2 separation discs attached to coaxial spindles displaced axially to provide relative spacing corresponding to width of IC strip

Info

Publication number: DE10136534A1
Application number: DE10136534A
Authority: DE
Inventors: Karl Priewasser
Original assignee: Disco Hi Tec Europe GmbH
Current assignee: Disco Hi Tec Europe GmbH
Priority date: 2001-07-26
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: EP1412149B1; DE10136534B4; WO2003011546A1; DE50209725D1; KR20040018315A; ATE356704T1; CN1478011A; KR100774388B1; EP1412149A1; CN1289275C

Abstract

The wafer cutting machine has a pair of coaxial spindles (1,2), each fitted with a separation disc (3,4) mounted on a hub (5,6) and displaced relative to a work table (8) on which a semiconductor wafer (7) is supported. The separation discs face towards one another with the hubs positioned on their rear sides, the spindles displaced axially to provide a spacing between the separation discs corresponding to the width of each IC strip (9).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wafer-Schneidemaschine gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs. The invention relates to a wafer cutting machine according to the preamble of the main claim.

Im Einzelnen betrifft die Erfindung eine Wafer- Schneidemaschine mit zwei koaxial zueinander angeordneten, drehbaren Arbeitsspindeln, welche jeweils an ihrem Ende eine an einer Nabe gelagerte Trennscheibe tragen und welche relativ zu einem mit einem wafer-bestückbaren Arbeitstisch bewegbar sind. In particular, the invention relates to a wafer Cutting machine with two coaxially arranged, rotatable work spindles, each at its end a Wear on a hub mounted cutting disc and which relative to a wafer-equipped work table are movable.

Derartige Wafer-Schneidemaschinen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichsten Ausgestaltungsformen bekannt. Sie dienen dazu, die auf einem Wafer aufgebrachten einzelnen, in der Herstellung befindlichen Chips oder sonstigen elektronischen Bauelementen abzutrennen. Such wafer cutting machines are known from the prior Technology in a variety of embodiments known. They serve to apply the applied on a wafer individual, in the production of chips or other separate electronic components.

Die einzelnen, meist quadratischen Chips oder Chiprohlinge werden dabei zunächst in Form von Streifen aus dem Wafer ausgeschnitten. Jeder Streifen weist die Breite des zu erzeugenden Chips oder Chiprohlings auf. Nachdem die Trennscheiben mehrere zueinander parallele Bahnen aus dem Wafer ausgeschnitten haben, wird der Arbeitstisch zusammen mit dem Wafer um 90° gedreht, um die zweite Anordnung von Trennschnitten vorzunehmen. The single, mostly square chips or chip blanks are initially in the form of strips from the wafer cut out. Each strip assigns the width of the generating chips or chip blanks. after the Cutting discs a plurality of parallel paths from the wafer have cut out the work table along with the Wafer rotated 90 ° to the second arrangement of Make separating cuts.

Der Stand der Technik zeigt hierbei Zweispindel-Wafer- Schneidemaschinen, welche zwei Arbeitsspindeln umfassen, an denen jeweils eine Trennscheibe gelagert ist. Die Bearbeitungszeit lässt sich durch die Verwendung zweier Trennscheiben, verglichen mit Wafer-Schneidemaschinen mit nur einer Trennscheibe, halbieren. Dabei ist es auch bekannt, mittels einer der Trennscheiben einen V-förmigen Schnitt vorzunehmen, während mittels einer zweiten Trennscheibe der eigentliche Trennvorgang durchgeführt wird. Beide Trennscheiben können an einer einzigen Arbeitsspindel in Kombination montiert werden, um einen entsprechenden abgeschrägten Schnitt zu erzeugen. The state of the art here shows two-spindle wafer Cutting machines, which include two working spindles on each of which a cutting disc is mounted. The Processing time can be achieved by using two Cutting discs, compared to wafer cutting machines with only one Cutting disc, cut in half. It is also known by means of one of the cutting discs a V-shaped cut to make while using a second blade of the actual separation process is performed. Both cutting discs can be combined on a single work spindle be mounted to a corresponding beveled cut to create.

Bei den bekannten Wafer-Schneidemaschinen erweist es sich als nachteilig, dass - bedingt durch die Aufnahme und Konstruktion der Arbeitsspindeln und der Trennscheibe - keine sehr schmalen parallelen Schnitte durchgeführt werden können, da eine entsprechende Annäherung der Trennscheiben zueinander nicht möglich ist. Dies führt zu einer verringerten Leistungsfähigkeit und Effizienz der Wafer-Schneidemaschine. It turns out in the known wafer cutting machines as a disadvantage that - due to the inclusion and Construction of spindles and cutting disc - none very narrow parallel cuts are made can, as a corresponding approach of the cutting discs each other is not possible. This leads to a reduced Performance and efficiency of the wafer cutting machine.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Wafer- Schneidemaschine der Eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, sicherer Handhabbarkeit die effiziente Erzeugung nahe beieinander liegender paralleler Schnitte ermöglicht. The object of the invention is to provide a wafer Cutting machine of the type mentioned above to provide which in a simple structure and easier, safer Manageability the efficient generation close to each other parallel cuts possible.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. According to the invention the object is achieved by the features of Main claim solved, the dependent claims show more advantageous embodiments of the invention.

Die erfindungsgemäße Wafer-Schneidemaschine zeichnet sich durch eine Reihe erheblicher Vorteile aus. The wafer cutting machine according to the invention is characterized through a number of significant benefits.

Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass die beiden Trennscheiben zueinander weisend an den Arbeitsspindeln angeordnet sind, wobei die Nabe jeder Trennscheibe jeweils an der Rückseite der Trennscheibe positioniert und an der Arbeitsspindel angeordnet ist. Die beiden Trennscheiben können somit auf einen sehr geringen Abstand zueinander angenähert werden, sodass präzise, sehr dünne Schnittabstände der beiden parallel wirkenden Trennscheiben möglich sind. Somit ist es unter Verwendung der erfindungsgemäßen Wafer- Schneidemaschine möglich, mit beiden Trennscheiben gleichzeitig zu arbeiten, um schmale Streifen von Chips, Chiprohlingen oder ähnlichem aus dem Wafer auszuschneiden bzw. von diesem zu trennen oder entsprechende Trennkerben zu erzeugen. According to the invention it is thus provided that the two Cutting discs facing each other on the spindles are arranged, wherein the hub of each cutting disc at the Rear of the cutting disc positioned and attached to the Work spindle is arranged. The two cutting discs can thus approximated to a very small distance from each other so that precise, very thin cutting distances of the two parallel separating discs are possible. Thus is it using the wafer according to the invention Cutting machine possible, with both cutting discs work at the same time to narrow strips of chips, Cut chip blanks or the like from the wafer or from to separate this or corresponding separating notches produce.

In einer besonders günstigen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Arbeitsspindeln jeweils in axialer Richtung bewegbar sind. Hierdurch kann in präziser Weise eine Zustellbewegung der Trennscheiben erfolgen. In a particularly favorable development of the invention provided that the work spindles each in axial Direction are movable. This can be done in a precise way a delivery movement of the cutting wheels done.

Es versteht sich, dass die erfindungsgemäßen Trennscheiben in Form flacher Scheiben oder flacher Ringe ausgebildet sein können. Es ist jedoch auch möglich, diese in beliebiger Weise hinsichtlich ihres Querschnittes zu konfigurieren, um beispielsweise mittels eines flachen, scheibenförmigen Bereichs einen Trennschnitt durchzuführen, während ein anschließender Bereich konisch oder abgeschrägt ausgebildet ist, um die Kanten der Chipstreifen, Chiprohlingstreifen oder IC-Streifen entsprechend zu bearbeiten. It is understood that the cutting discs according to the invention be formed in the form of flat discs or flat rings can. However, it is also possible to do this in any Way to configure in terms of their cross section for example, by means of a flat, disk-shaped Area to perform a separation cut while a subsequent area conical or beveled formed is to the edges of the chip strip, chip blank strip or edit IC strips accordingly.

Die beiden Trennscheiben sind erfindungsgemäß zumindest bis zur Bearbeitungsbreite eines in dem Wafer zu bearbeitenden IC-Streifens oder Chipstreifens aneinander annäherbar. Somit ist auch die Erzeugung sehr schmaler Streifen möglich. The two cutting discs are according to the invention at least until to the machining width of a wafer to be processed in the wafer IC strip or chip strip approachable. Thus is also the generation of very narrow stripes possible.

Im Rahmen der Erfindung kann es weiterhin vorteilhaft sein, wenn die Trennscheibe jeweils fest mit der Nabe verbunden ist und die Nabe selbst lösbar an der Arbeitsspindel gelagert ist. Hierdurch kann der Austausch der Trennscheiben auf besonders einfache Weise mit der entsprechenden Präzision erfolgen. In the context of the invention, it may also be advantageous when the cutting disc each firmly connected to the hub is and the hub itself detachable on the work spindle is stored. As a result, the replacement of the cutting discs on particularly simple way with the appropriate precision respectively.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt: In the following the invention is based on a Embodiment described in conjunction with the drawing. there shows:

Fig. 1 eine perspektivische, vereinfachte Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Wafer-Schneidemaschine, Fig. 1 is a perspective, simplified view of an embodiment of an inventive wafer cutting machine,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der beiden Arbeitsspindeln mit Trennscheiben und Naben, Fig. 2 is a schematic side view of the two work spindles with blades and hub,

Fig. 3 eine vereinfachte Draufsicht auf einen Arbeitstisch mit einem Wafer sowie auf zwei Arbeitspositionen der erfindungsgemäßen Trennscheibenpaare, die analog der Darstellung der Fig. 2 gezeigt sind, Fig. 3 is a simplified plan view of a work table with a wafer, as well as two working positions of the cutting wheel pairs according to the invention are shown similarly to the view of Fig. 2,

Fig. 4 eine Explosionsansicht des Endbereichs einer Arbeitsspindel mit zugehöriger Nabe und Trennscheibe, und Fig. 4 is an exploded view of the end portion of a work spindle with associated hub and cutting disc, and

Fig. 5 die Zusammenstellung analog Fig. 4 im fertig montierten Zustand. Fig. 5 shows the compilation analogous to FIG. 4 in the assembled state.

Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Wafer-Schneidemaschine. Diese umfasst ein Gestell 10, an welchem eine Führung 11 befestigt ist, auf welcher ein Schlitten 12 längs verschiebbar gehaltert ist. Der Schlitten 12 ist beispielsweise mittels einer Kugelspindel 13 bewegbar. Der Schlitten 12 trägt einen Arbeitstisch 8, der um eine senkrechte Achse mittels eines nicht dargestellten Antriebs drehbar ist. Fig. 1 shows a perspective view of the wafer cutting machine according to the invention. This comprises a frame 10 , on which a guide 11 is fixed, on which a carriage 12 is mounted longitudinally displaceable. The carriage 12 is movable, for example by means of a ball screw 13 . The carriage 12 carries a work table 8 which is rotatable about a vertical axis by means of a drive, not shown.

An dem Gestell 10 ist eine Konsole 14 befestigt, die zueinander parallele, horizontale Führungen 15, 16 aufweist, an welchen Schlitten 17, 18 horizontal verfahrbar gelagert sind. Die Bewegung erfolgt über Kugelspindeln 19, 20 oder ähnlichen Einrichtungen, die in bekannter Weise mittels eines Antriebs 21 bewegbar sind. On the frame 10 , a console 14 is fixed, which has mutually parallel, horizontal guides 15 , 16 , on which carriages 17 , 18 are mounted horizontally movable. The movement takes place via ball spindles 19 , 20 or similar devices, which are movable in a known manner by means of a drive 21 .

An den beiden Schlitten 17 und 18 sind jeweils Motore 22 und 23 montiert, die über ein nicht gezeigtes Antriebssystem zur vertikalen Verschiebung von Trägerschlitten 24, 25 dienen. On the two carriages 17 and 18 respectively motors 22 and 23 are mounted, which serve via a not shown drive system for vertical displacement of carrier carriages 24 , 25 .

An den Trägerschlitten 24, 25 ist jeweils ein Lagerbock 26, 27 angeordnet, der jeweils eine Arbeitsspindel 1, 2 trägt. Es versteht sich, dass ein entsprechender Antrieb für die Arbeitsspindel 1, 2 vorgesehen ist, der im Einzelnen nicht dargestellt ist. On the support carriage 24 , 25 each have a bearing block 26 , 27 is arranged, each carrying a work spindle 1 , 2 . It is understood that a corresponding drive for the work spindle 1 , 2 is provided, which is not shown in detail.

Die Fig. 1 zeigt weiterhin, dass die Führung 11 zu einer Verschiebung in X-Richtung dient, um den Arbeitstisch 8 sowie einen auf diesem befestigten Wafer 7 (siehe Fig. 3) in X-Richtung zu verfahren. Mittels der Führungen 15, 16 ist eine Bewegung in Y-Richtung möglich, um die Arbeitsspindeln 1, 2 in diese Richtung zu bewegen. Eine Bewegung in Z- Richtung erfolgt durch vertikale Verschiebung der Trägerschlitten 24, 25 an den Schlitten 17, 18. FIG. 1 further shows that the guide 11 serves for a displacement in the X-direction in order to move the work table 8 and a wafer 7 (see FIG. 3) fastened thereon in the X-direction. By means of the guides 15 , 16 a movement in the Y direction is possible in order to move the work spindles 1 , 2 in this direction. A movement in the Z direction takes place by vertical displacement of the carrier carriages 24 , 25 on the carriages 17 , 18 .

Die Fig. 2 zeigt in schematischer Seitenansicht jeweils den Endbereich der beiden Arbeitsspindeln 1, 2, an welchem Naben 5, 6 gelagert sind, die stirnseitig jeweils eine Trennscheibe 3 bzw. 4 tragen. Aus Fig. 2 ergibt sich, dass die beiden Trennscheiben 3, 4 sehr nahe zueinander angeordnet werden können, um eine Bearbeitungsbreite 1 zu realisieren. Fig. 2 shows a schematic side view of the end portion of each of the two main spindles 1, 2, which are mounted on hubs 5, 6, the end faces each carrying a cutting blade 3 and 4 respectively. From Fig. 2 it follows that the two cutting discs 3 , 4 can be arranged very close to each other to realize a processing width 1 .

Die Fig. 3 zeigt die Zuordnung während unterschiedlicher Arbeitsgänge. In der Draufsicht ist der Arbeitstisch 8 mit einem darauf befestigten oder gehalterten Wafer 7 gezeigt. Auf dem Wafer 7 sind eine Vielzahl von einzelnen Chips, Chiprohlingen oder IC's ausgebildet, die mittels der durch die Trennscheiben 3, 4 durchzuführenden Trennschnitte vereinzelt werden sollen. Fig. 3 shows the assignment during different operations. In the plan view, the work table 8 is shown with a wafer 7 mounted or held thereon. On the wafer 7 , a plurality of individual chips, chip blanks or IC's are formed, which are to be separated by means of the separating slices 3 , 4 to be performed separating cuts.

In Zuordnung zu den durch die einzelnen IC's 28 gebildeten IC-Streifen 9 sind die Trennscheiben 3, 4 jeweils in extremen Randpositionen ihres Bewegungsbereiches gezeigt. Aus der Darstellung ergibt sich, dass mittels eines einzigen Schnittes jeweils eine komplette Reihe oder ein kompletter IC- Streifen 9 bearbeitet werden kann. Nach dem Trennen oder Bearbeiten der einzelnen IC-Streifen 9 erfolgt eine Drehung des Arbeitstisches 8, um eine vertikale Achse um 90°, um die einzelnen IC's, Chips oder Chiprohlinge restlich zu bearbeiten bzw. zu trennen. In association with the IC strips 9 formed by the individual IC's 28 , the cutting discs 3 , 4 are each shown in extreme edge positions of their range of motion. From the illustration it follows that in each case a complete row or a complete IC strip 9 can be processed by means of a single cut. After the separation or processing of the individual IC strips 9 , the work table 8 is rotated about a vertical axis by 90 ° in order to process or separate the individual IC's, chips or chip blanks.

Die Fig. 4 und 5 zeigen den konstruktiven Aufbau des Endbereichs der Arbeitsspindeln 1 bzw. 2. Die Arbeitsspindel 1 bzw. 2 weist jeweils einen Schaft 29 auf, an dem einstückig eine Anlage 30 oder eine Schulter ausgebildet ist. An die Anlage 30 schließt sich ein Gewindeansatz 31 an, welcher in eine Ausnehmung 32 einer Nabe 5 bzw. 6 einführbar ist. Die Ausnehmung 32 geht in einen vergrößerten Bereich 33 über, in welchen eine Mutter 34 einführbar ist. Die Mutter 34 ist auf den Gewindeansatz 31 aufschraubbar, um in der Endfigur 5 gezeigten Weise die Trennscheibe 3 bzw. 4 an der Spindel 1 bzw. 2 zu befestigen. Durch die Tiefe des vergrößerten Bereichs 33 wird die Mutter 34 vollständig aufgenommen, sodass sich eine ebene, flache Bearbeitungsfläche der Trennscheibe 3, 4 ergeben kann. FIGS. 4 and 5 show the structural design of the end region of the work spindles 1 and 2, respectively. The work spindle 1 and 2 respectively has a shank 29 on which an abutment 30 or a shoulder is integrally formed. The system 30 is followed by a threaded projection 31 , which can be inserted into a recess 32 of a hub 5 or 6 . The recess 32 merges into an enlarged region 33 , in which a nut 34 can be inserted. The nut 34 can be screwed onto the threaded projection 31 in order to fasten the cutting disk 3 or 4 to the spindle 1 or 2 in the manner shown in the final figure 5 . Due to the depth of the enlarged portion 33 , the nut 34 is completely received, so that a flat, flat working surface of the blade 3 , 4 can result.

Wie bereits erwähnt, ist es nicht erforderlich, dass die Trennscheibe in Form einer flachen Scheibe oder eines flachen Ringes ausgebildet ist. Es ist vielmehr auch eine konturierte Querschnittsgestaltung möglich. Die Trennscheibe kann in üblicher Weise ausgestaltet sein, beispielsweise durch Belegung mit Diamantschleifkörpern oder ähnlichem. Die Erfindung ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr ergeben sich im Rahmen der Erfindung vielfältige Abwandlungs- und Modifikationsmöglichkeiten. Bezugszeichenliste 1 Arbeitsspindel
2 Arbeitsspindel
3 Trennscheibe
4 Trennscheibe
5 Nabe
6 Nabe
7 Wafer
8 Arbeitstisch
9 IC-Streifen
10 Gestell
11 Führung
12 Schlitten
13 Kugelspindel
14 Konsole
15 Führung
16 Führung
17 Schlitten
18 Schlitten
19 Kugelspindel
20 Kugelspindel
21 Antrieb
22 Motor
23 Motor
24 Trägerschlitten
25 Trägerschlitten
26 Lagerbock
27 Lagerbock
28 IC
29 Schaft
30 Anlage
31 Gewindeansatz
32 Ausnehmung
33 vergrößerter Bereich
34 Mutter
As already mentioned, it is not necessary for the cutting disk to be in the form of a flat disk or a flat ring. Rather, it is also possible a contoured cross-sectional design. The cutting disc can be configured in a conventional manner, for example by covering with diamond grinding or the like. The invention is not limited to the embodiment shown. Rather, arise within the scope of the invention varied modification and modification options. REFERENCE SIGNS 1 working spindle
2 work spindle
3 cutting disc
4 cutting disc
5 hub
6 hub
7 wafers
8 work table
9 IC strips
10 frame
11 leadership
12 sleds
13 ball screw
14 console
15 leadership
16 leadership
17 sleds
18 sleds
19 ball screw
20 ball screw
21 drive
22 engine
23 engine
24 carrier carriages
25 carrier carriages
26 bearing block
27 bearing block
28 IC
29 shaft
30 attachment
31 threaded attachment
32 recess
33 enlarged area
34 mother

Claims

1. Wafer cutting machine ( 1 ) with two coaxially arranged, rotatable working spindles ( 1 , 2 ), each of which at one end to a hub ( 5 , 6 ) mounted cutting disc ( 3 , 4 ) and relative to a with a Wafer ( 7 ) be equipped working table ( 8 ) are movable, characterized in that the two cutting discs ( 3 , 4 ) are arranged facing each other, wherein the hub ( 5 , 6 ) respectively at the back of the cutting disc ( 3 , 4 ) positioned and on the work spindle ( 1 , 2 ) is arranged.

2. wafer cutting machine according to claim 1, characterized in that the working spindles ( 1 , 2 ) are movable in the axial direction.

3. wafer cutting machine according to claim 2, characterized in that the two cutting discs ( 3 , 4 ) at least up to the processing width ( 1 ) in the wafer ( 7 ) to be processed IC strip ( 9 ) are approachable to each other.

4. wafer cutting machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cutting discs ( 3 , 4 ) are formed in the form of flat discs.

5. wafer cutting machine according to one of claims 1 to 3, characterized in that the cutting discs ( 3 , 4 ) are formed in the form of flat rings.

6. wafer cutting machine according to one of claims 1 to 5, characterized in that the respective cutting disc ( 3 , 4 ) fixed to the hub ( 5 , 6 ) is connected and that the hub ( 5 , 6 ) releasably on the work spindle ( 1 , 2 ) is stored.